柳詠梅
摘 要:結合非甲烷總烴測定現狀,進行全方位的分析,并簡要介紹了研究非甲烷總烴測定的現實意義,開展相關實驗,提出影響非甲烷總烴測定結果的主要因素與解決措施,從而獲取準確的測定結果,希望能夠給從事環境監測相關工作人員提供參考與幫助。
關鍵詞:非甲烷總烴;氣相色譜法;測定
結合環境監測的具體情況,本文采用雙柱雙檢測氣相色譜法與除烴凈化空氣測定空白值方法,針對某區域的非甲烷總烴含量進行科學測定,找到非甲烷總烴測定過程中存在的問題,提出良好的改進措施。
1 研究非甲烷總烴測定若干問題的現實意義
所謂非甲烷總烴,主要指的是從總烴中去除甲烷之后其他氣態有機化合物的總和,當大氣當中的非甲烷總烴濃度超過標準數值,會對人體的生命健康帶來嚴重危害,經過陽光的照射,特別容易產生光化學煙霧,給生態環境帶來嚴重的危害。通過研究非甲烷總烴測定中存在的核心問題,并找到問題產生原因,加以改進,可以客觀、準確地反映當地非甲烷總烴的污染現狀,更好的保護生態環境,保障人們的生命健康[1]。
2 實驗流程
2.1 環境空氣測定
此次實驗當中,以純度≥99.999%的氮氣作為標準氣體稀釋氣,分別繪制總烴和甲烷的校準曲線。
在2018年6月份到2019年5月份,在某地區按照HJ194和HJ664的相關規定進行布點和采樣,采樣人員使用氣體采樣袋,每天早、中、晚分別進行采樣,使用六通閥進行定量處理,針對各個樣品,按照與繪制校準曲線相同的操作步驟和分析條件,測定樣品的總烴和甲烷峰面積,同時測定除烴空氣在總烴柱子上的氧峰面積,總烴峰面積要扣除氧峰面積后參與計算。
在測定非甲烷總烴的過程當中,由于樣品組成成分比較復雜,目標化合物前、后,經常會出現雜峰;在實驗過程當中,如果監測人員所采用的柱子溫度較低,由于分析時間較長,再加上分析頻次增加,也容易出現雜峰;如果雜峰數量多,就會對化合物定性、定量產生一定干擾。同時非甲烷總烴的測定時間比較短,一些沸點比較高的物質,在甲烷柱中會保留比較長的時間,在分析后續樣品時,容易出現雜峰,影響數據分析效率。
如果監測人員柱溫當中設置運行時間,并且快速提升溫度,或者測定完一批后,將色譜口和檢測器接口直接斷開,色譜柱會快速升溫,加快其老化速度[2]。
2.2 固定污染源廢氣測定
固定污染源廢氣采樣位置與采樣點、采樣頻次和采樣時間的確定、排氣參數的測定和采樣操作執行GB/T16157、HJ/T397的相關規定。
在進行固定污染源廢氣中非甲烷總烴的監測時,氣體樣品當中的微小顆粒物,對非甲烷總烴影響比較大,顆粒物會伴隨樣品進入到色譜儀當中,在總烴峰前、后,若產生干擾峰,也會影響最終的測定數值,因此,監測人員需要在進樣口的前端,填裝實驗用清潔玻璃棉的過濾頭,將顆粒物有效過濾。樣品測定時,總烴峰后出現的其他峰應一并計入總烴峰面積。
在某污水處理廠廢氣治理設施進、出口進行監測時,非甲烷總烴監測結果偶爾出現倒掛現象,也就是廢氣出口非甲烷總烴監測值大于進口監測值。監測人員分析原因后,將重復使用的氣袋,用除烴空氣反復清洗三次,并在采樣前對氣袋中的氣體按分析樣品的步驟進行分析,總烴測定結果應低于標準方法檢出限,氣袋才可繼續使用,同時盡量將廢氣治理設施進、出口氣袋定點專用。這樣就徹底消除了廢氣治理設施進、出口非甲烷總烴監測結果倒掛現象。
3 影響非甲烷總烴測定結果的主要因素分析
3.1 外界氣候變化對測定結果產生的影響
結合上述實驗分析得知,在2018年的12月份、2019年的1月份與2月份,非甲烷烴的含量最高;2019年5月份、2018年6月份與7月份,非甲烷烴含量最低;5月份、6月份與7月份,是一年中溫度最高時期,在此期間,大氣的運行速度特別快,大氣中的污染物能夠快速擴散,擴散能力顯著增強,所以,測定的數值比較低。
3.2 時間變化對測定結果產生的影響
在此次實驗當中,非甲烷烴含量峰值在10:00,最低數值在14:00,由于上午10:00為上班高峰期,人們的活動量比較大,外界溫度明顯升高,輻射逆溫層緩慢消失,大氣中的污染物湍流擴散速度加快,監測值最大。14:00時間段,大氣層間溫差比較小,在此時期,大氣對污染物的稀釋能力是最強的,因此,監測人員測得的數值比較低[3]。
3.3 非甲烷總烴異常值對測定結果產生的影響
非甲烷總烴當中含有大量的碳--氫鍵,FID響應值比較高,但是,針對不含碳--氫鍵化合物,非甲烷總烴的響應機理特別復雜,針對二氧化硫等不含碳原子物質,在FID中,也存在一定響應。監測人員習慣將響應值計為非甲烷總烴,也可能是引起數據偏高。
3.4 空間變化對測定結果產生的影響
由于某地區的人口密度比較大,人們的日常活動特別頻繁,同時汽車尾氣排放量大,使得該地區的非甲烷總烴測定數值偏高。在一些偏遠地區,由于人們的日常活動比較少,生態環境較好,非甲烷總烴的測定值比較低。
3.5改進對策
第一,結合《大氣污染物綜合排放標準詳解》中的規定標準要求得知,非甲烷總烴包含烷烴、烯烴與芳香烴等成分。針對碳數比較高的烴類,在排氣筒內部,溫度比較高,非甲烷總烴呈現氣態,采集回來后,待其溫度降低到室溫,則會變成液態。為了確保測定結果的精確性與合理性,監測人員可將樣品進行加熱處理,然后進行分析[4]。
第二,運用合理的測定方法。現階段,非甲烷總烴測定方法(HJ604-2017環境空氣總烴、甲烷、非甲烷總烴的測定直接進樣氣相色譜法、HJ38-2017固定污染源廢氣總烴、甲烷、非甲烷總烴的測定氣相色譜法中)均已經更新,因此,在測定此類樣品的過程當中,監測人員要認真遵守行業規范,選擇合理的測定方法。
第三,非甲烷總烴測定所采用的載氣為氮氣,氣體的平衡狀態容易被燃氣當中的氧氣打破,色譜柱受到一定影響,從而產生色譜峰。因此,相關人員需要對既有的測定方法進行改進,減小氧峰干擾。現階段,去除氧峰方法比較多,可以采用除烴空氣為載氣,同時加入適量的純氧,減小氧峰干擾。但是,此種方法也存在缺陷,廢氣樣品當中的氧氣濃度不一致,若沒有兼顧到氧含量,也會降低最終的測定結果精確性,增加測定難度。
第四,真空瓶、氣袋與玻璃注射器是較為常見的氣體采樣容器,通過對比得知,真空瓶與玻璃注射器是底值比較小,復合膜氣袋底值較大,而氟塑料氣袋底值處中等水平。如果采用真空瓶作為采樣容器,監測人員會發現,玻璃注射器和氟塑料氣袋使用效果相差不大。針對非甲烷總烴測定實驗,國際上明確規定采用鋁塑復合膜氣袋為采樣容器,若氣袋的生產廠家與批次不同,底值與使用效果會出現較大差異。PVF氣袋是一種常規的采樣容器,具有吸附性、氣體滲透性均較低的特點,能夠取得良好的應用效果,而且具有很好的耐熱性,清洗與攜帶較為方便,成本也較低,故可以將其作為非甲烷總烴測定采樣容器[5]。同時,監測人員也可以在PVE膜表層設置鋁薄膜,起到良好的避光效果,避免采樣容器性能受損。
4 結束語
綜上所述,通過對影響非甲烷總烴測定結果的主要因素進行全方位的分析,例如外界氣候變化對測定結果產生的影響、時間變化對測定結果產生的影響、非甲烷總烴異常值對測定結果產生的影響、空間變化對測定結果產生的影響等等,并提出良好的改進措施,可以保證非甲烷總烴測定結果更加準確,能夠為環境監測相關工作人員提供有效的借鑒與參考。
參考文獻:
[1]馬超.便攜氣相色譜現場快速測定固定污染源廢氣中的非甲烷總烴[J].干旱環境監測,2019,33(04):171-173.
[2]王素梅,劉曉杰.非甲烷總烴測定標準中采樣容器與分析方法的探討[J].稀土信息,2019(08):26-29.
[3]關策,唐丹.非甲烷總烴測定方法的建立及對復雜樣品的模擬研究[J].中國資源綜合利用,2019,37(04):21-24.
[4]陳秋蘭.玻璃注射器-自動進樣氣相色譜法測定非甲烷總烴[J].中國環境管理干部學院學報,2018,28(04):73-77.
[5]蕫艷平,宋祖華,王美飛,陳斗,王劍,任向.基于GC-FID的VOCs自動監測儀非甲烷總烴測試研究[J].環境科技,2018,31(02):57-59.